1、+ 第七屆第七屆“挑戰(zhàn)杯挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)科技創(chuàng)作大賽課外學(xué)術(shù)科技創(chuàng)作大賽多功能發(fā)音開關(guān)多功能發(fā)音開關(guān)（作品簡介）（作品簡介） 項目隊長：項目隊長：胡義然（胡義然（09 自動化）自動化） 項目成員：項目成員：蔡曉旭（蔡曉旭（09 自動化）自動化） 丁銳杰（丁銳杰（09 電師）電師） 鄒冰冰（鄒冰冰（09 電二）電二） 廣東技術(shù)師范學(xué)院廣東技術(shù)師范學(xué)院自動化學(xué)院自動化學(xué)院2010 年年 12 月月目目 錄錄一、概述一、概述.1二、功能二、功能與與前前景景.1三三、結(jié)構(gòu)模塊與電路原理圖、結(jié)構(gòu)模塊與電路原理圖.2 四四、實物實物.3五五、心得體會、心得體會.6六六、特別鳴謝特別鳴謝.7一、概述一、概述

2、人體紅外感應(yīng)開關(guān)的誕生到現(xiàn)如今的使用已經(jīng)日漸頻繁。但是人體紅外感應(yīng)開關(guān)的誕生到現(xiàn)如今的使用已經(jīng)日漸頻繁。但是在經(jīng)濟高速發(fā)展的當(dāng)今社會，人們的節(jié)奏越變得越來越快，人們需在經(jīng)濟高速發(fā)展的當(dāng)今社會，人們的節(jié)奏越變得越來越快，人們需要高效節(jié)能全自動的生活，人們普遍要求產(chǎn)品的功能能夠多樣化以要高效節(jié)能全自動的生活，人們普遍要求產(chǎn)品的功能能夠多樣化以方便自己的生活。方便自己的生活。但是，人體紅外感應(yīng)從誕生至今它的作用還僅是停留在單一的但是，人體紅外感應(yīng)從誕生至今它的作用還僅是停留在單一的功能上功能上即感應(yīng)到人體時便接通負(fù)載，于是我們的多功能發(fā)即感應(yīng)到人體時便接通負(fù)載，于是我們的多功能發(fā)音開關(guān)就誕生了。我們

3、的作品是一個多功能的發(fā)音開關(guān)。它具有感音開關(guān)就誕生了。我們的作品是一個多功能的發(fā)音開關(guān)。它具有感應(yīng)人體，發(fā)出用戶所需語音并接通負(fù)載的功能。容易操作，便于用應(yīng)人體，發(fā)出用戶所需語音并接通負(fù)載的功能。容易操作，便于用戶使用。我們就是根據(jù)這樣的設(shè)想構(gòu)造出了我們的作品，利用這個戶使用。我們就是根據(jù)這樣的設(shè)想構(gòu)造出了我們的作品，利用這個裝置可以通過感應(yīng)人體來實現(xiàn)報警，接待貴賓和接通替他用電器等裝置可以通過感應(yīng)人體來實現(xiàn)報警，接待貴賓和接通替他用電器等作用。作用。本裝置可以分為兩大模塊，一個是人體紅外感應(yīng)開關(guān)及穩(wěn)壓模本裝置可以分為兩大模塊，一個是人體紅外感應(yīng)開關(guān)及穩(wěn)壓模塊，一個是語音模塊。人體紅外感應(yīng)開關(guān)

4、模塊主要用到一個塊，一個是語音模塊。人體紅外感應(yīng)開關(guān)模塊主要用到一個BISS0001 芯片，芯片，BISS0001 是一款具有較高性能的傳感信號處理集是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動式的成電路，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動式的熱釋電紅外開關(guān)。這個芯片主要來構(gòu)成一個導(dǎo)通開關(guān)，使得負(fù)載工熱釋電紅外開關(guān)。這個芯片主要來構(gòu)成一個導(dǎo)通開關(guān)，使得負(fù)載工作。語音模塊主要是應(yīng)用到一個語音芯片。使得錄音和播音的功能作。語音模塊主要是應(yīng)用到一個語音芯片。使得錄音和播音的功能便于實現(xiàn)。便于實現(xiàn)。綜上所述，本作品就是這樣產(chǎn)生的。綜上所述，本作品

5、就是這樣產(chǎn)生的。二、功能與前景二、功能與前景我們的作品是一個多功能的發(fā)音開關(guān)。它具有感應(yīng)人體，發(fā)出我們的作品是一個多功能的發(fā)音開關(guān)。它具有感應(yīng)人體，發(fā)出用戶所需語音并接通負(fù)載的功能。用戶所需語音并接通負(fù)載的功能。應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 1 1，現(xiàn)在有些地方總是來賓絡(luò)繹不絕，那么，我們這現(xiàn)在有些地方總是來賓絡(luò)繹不絕，那么，我們這個多功能發(fā)音開關(guān)就可以大大減輕甚至替代接待人員的工作，可以個多功能發(fā)音開關(guān)就可以大大減輕甚至替代接待人員的工作，可以根據(jù)來賓身份的不同，錄制用戶所需的語音。使來賓有一種備受關(guān)根據(jù)來賓身份的不同，錄制用戶所需的語音。使來賓有一種備受關(guān)注的感覺。注的感覺。應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 2 2，

6、我們現(xiàn)在的防盜器是一種不太人性化的防盜器，我們現(xiàn)在的防盜器是一種不太人性化的防盜器，一旦感應(yīng)到盜賊便響起警鈴，賊確實是嚇走了，但左右鄰居也被鬧一旦感應(yīng)到盜賊便響起警鈴，賊確實是嚇走了，但左右鄰居也被鬧的雞犬不寧。那么，我們這個作品便可以幫助用戶做到嚇走盜賊并的雞犬不寧。那么，我們這個作品便可以幫助用戶做到嚇走盜賊并不影響左右鄰居。我們可以先錄制音，比如不影響左右鄰居。我們可以先錄制音，比如“爸爸，我口渴了爸爸，我口渴了”，另外，從另一個另外，從另一個 2P2P 接口接上一個燈管，當(dāng)小偷靠近時，便自動發(fā)聲接口接上一個燈管，當(dāng)小偷靠近時，便自動發(fā)聲和打開燈管，嚇走小偷，同時避免與小偷產(chǎn)生正面沖突。

7、因此，我和打開燈管，嚇走小偷，同時避免與小偷產(chǎn)生正面沖突。因此，我們這個作品又是十分之人性化的警報器。們這個作品又是十分之人性化的警報器。我們的作品又可以作為一個普通人體紅外感應(yīng)開關(guān)來使用，它我們的作品又可以作為一個普通人體紅外感應(yīng)開關(guān)來使用，它可以通過人體可以通過人體感應(yīng)，感應(yīng)，能自動快速開啟各類白熾燈、熒光燈、自動門、能自動快速開啟各類白熾燈、熒光燈、自動門、電風(fēng)扇和自動洗手池等裝置，或用于安全區(qū)域的自動燈光、照明和電風(fēng)扇和自動洗手池等裝置，或用于安全區(qū)域的自動燈光、照明和報警系統(tǒng)。報警系統(tǒng)。在經(jīng)濟高速發(fā)展的當(dāng)今社會，人們的節(jié)奏越變得越來越快，人在經(jīng)濟高速發(fā)展的當(dāng)今社會，人們的節(jié)奏越變得越

8、來越快，人們需要高效節(jié)能全自動的生活。們需要高效節(jié)能全自動的生活。由此看來，我們作品的是適應(yīng)了市由此看來，我們作品的是適應(yīng)了市場的需求，設(shè)計十分人性化，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。我們進一場的需求，設(shè)計十分人性化，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。我們進一步打算使它的功能更具多樣化，進一步把它升級，我們初步設(shè)想外步打算使它的功能更具多樣化，進一步把它升級，我們初步設(shè)想外接一個單片機，使它運用范圍更廣，更加容易使用，更加便民，并接一個單片機，使它運用范圍更廣，更加容易使用，更加便民，并且成本更低。且成本更低。三、結(jié)構(gòu)模塊與電路原理圖三、結(jié)構(gòu)模塊與電路原理圖模塊一模塊一 人體紅外感應(yīng)開關(guān)及穩(wěn)壓模塊：人體紅外感應(yīng)

9、開關(guān)及穩(wěn)壓模塊：1.BISS00011.BISS0001 芯片的認(rèn)識芯片的認(rèn)識A.A.管腳圖管腳圖 B.B.工作原理工作原理 BISS0001BISS0001 是由運算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時是由運算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時間定時器以及封鎖時間定時器等構(gòu)成的數(shù)模混合專用集成電路。間定時器以及封鎖時間定時器等構(gòu)成的數(shù)模混合專用集成電路。2.2. BISS0001BISS0001 的熱釋電紅外開關(guān)應(yīng)用電路圖的熱釋電紅外開關(guān)應(yīng)用電路圖 上圖中，運算放大器上圖中，運算放大器 OP1OP1 將熱釋電紅外傳感器的輸出信號作第一將熱釋電紅外傳感器的輸出信號作第一級放大，然后由級放

10、大，然后由 C3C3 耦合給運算放大器耦合給運算放大器 OP2OP2 進行第二級放大，再經(jīng)由進行第二級放大，再經(jīng)由電壓比較器電壓比較器 COP1COP1 和和 COP2COP2 構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號信號 VsVs 去啟動延遲時間定時器，輸出信號去啟動延遲時間定時器，輸出信號 VoVo 經(jīng)晶體管經(jīng)晶體管 T1T1 放大驅(qū)動放大驅(qū)動繼電器去接通負(fù)載。繼電器去接通負(fù)載。上圖中，上圖中，R3R3 為光敏電阻，用來檢測環(huán)境照度。當(dāng)作為照明控制為光敏電阻，用來檢測環(huán)境照度。當(dāng)作為照明控制時，若環(huán)境較明亮，時，若環(huán)境較明亮，R3R3 的電阻值會降低，使

11、的電阻值會降低，使 9 9 腳的輸入保持為低電腳的輸入保持為低電平，從而封鎖觸發(fā)信號平，從而封鎖觸發(fā)信號 VsVs。SW1SW1 是工作方式選擇開關(guān)，當(dāng)是工作方式選擇開關(guān)，當(dāng) SW1SW1 與與 1 1端連通時，芯片處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng)端連通時，芯片處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng) SW1SW1 與與 2 2 端連通時，端連通時，芯片則處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。在實物中，我們直接把芯片則處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。在實物中，我們直接把 SW1SW1 用用導(dǎo)線短接，使得它始終都與導(dǎo)線短接，使得它始終都與 1 1 端連通，即我們讓芯片一直處于重復(fù)端連通，即我們讓芯片一直處于重復(fù)觸發(fā)工作中。圖中觸發(fā)工

12、作中。圖中 R6R6 可以調(diào)節(jié)放大器增益的大小，原廠圖紙選可以調(diào)節(jié)放大器增益的大小，原廠圖紙選10K10K，實際使用時可以用，實際使用時可以用 3K3K，可以提高電路增益改善電路性能。輸，可以提高電路增益改善電路性能。輸出延遲時間出延遲時間 TxTx 由外部的由外部的 R9R9 和和 C7C7 的大小調(diào)整，觸發(fā)封鎖時間的大小調(diào)整，觸發(fā)封鎖時間 TiTi 由由外部的外部的 R10R10 和和 C6C6 的大小調(diào)整，的大小調(diào)整，R9/R10R9/R10 可以用可以用 470470 歐姆，歐姆，C6/C7C6/C7 可以可以選選 0.1U0.1U。3 3、5V5V 穩(wěn)壓電源的應(yīng)用電路圖穩(wěn)壓電源的應(yīng)用

13、電路圖我們的穩(wěn)壓芯片使用的是我們的穩(wěn)壓芯片使用的是 LM2940。其中的電容有濾波的作用，。其中的電容有濾波的作用，使得輸出的電壓能夠穩(wěn)定到使得輸出的電壓能夠穩(wěn)定到 5V。模塊二模塊二 語音模塊語音模塊這個模塊的實現(xiàn)比較簡單，只需要注意區(qū)分引腳便可以很好的這個模塊的實現(xiàn)比較簡單，只需要注意區(qū)分引腳便可以很好的接線，所以這個不作詳細(xì)介紹。接線，所以這個不作詳細(xì)介紹。四、實物四、實物五、心得體會五、心得體會我們這個設(shè)想最初的誕生只是為了能有效的減少現(xiàn)在日益增長我們這個設(shè)想最初的誕生只是為了能有效的減少現(xiàn)在日益增長的盜竊事件。從確定這個作品的大體功能，到查找資料，了解各個的盜竊事件。從確定這個作品的

14、大體功能，到查找資料，了解各個元件的使用方法，最后確定結(jié)構(gòu)模塊，制定電路圖的最優(yōu)方案，在元件的使用方法，最后確定結(jié)構(gòu)模塊，制定電路圖的最優(yōu)方案，在電子實驗箱上進行試驗，到最后的落實在電路板上，我們前后整整電子實驗箱上進行試驗，到最后的落實在電路板上，我們前后整整用了用了 3 3 個月的時間，這三個月，并非很難度過，雖然說我們一路來個月的時間，這三個月，并非很難度過，雖然說我們一路來挫折不斷，一次次的試驗結(jié)果不與我們的設(shè)想相符合，但是我們一挫折不斷，一次次的試驗結(jié)果不與我們的設(shè)想相符合，但是我們一次次堅定信念，積極尋找原因，克服困難。次次堅定信念，積極尋找原因，克服困難。記得在試驗箱上實驗的時候

15、，我們在選用電容和確定電阻的阻記得在試驗箱上實驗的時候，我們在選用電容和確定電阻的阻值時，花了很長的時間調(diào)試，我們差點想要放棄，但慶幸的是我們值時，花了很長的時間調(diào)試，我們差點想要放棄，但慶幸的是我們一直堅持了下來，最后終于被我們調(diào)試出來。一直堅持了下來，最后終于被我們調(diào)試出來。最讓我們刻骨銘心的一次，是前幾天，我們由于在使用繼電器最讓我們刻骨銘心的一次，是前幾天，我們由于在使用繼電器方面尚缺經(jīng)驗，在電路的設(shè)計時誤用了繼電器，使我們足足連續(xù)奮方面尚缺經(jīng)驗，在電路的設(shè)計時誤用了繼電器，使我們足足連續(xù)奮戰(zhàn)了戰(zhàn)了 8 8 個小時，從晚上個小時，從晚上 8 8 點到早上點到早上 4 4 點才最終克服難

16、關(guān)。我們從這點才最終克服難關(guān)。我們從這里深刻意識到基本功的重要性，只有不斷地應(yīng)用這些元器件，才可里深刻意識到基本功的重要性，只有不斷地應(yīng)用這些元器件，才可使自己的技術(shù)更加嫻熟。其實，我們這一隊人，從未做過其他電子使自己的技術(shù)更加嫻熟。其實，我們這一隊人，從未做過其他電子作品，這是我們的第一件作品。我們通過這個項目后，學(xué)習(xí)并掌握作品，這是我們的第一件作品。我們通過這個項目后，學(xué)習(xí)并掌握了人體紅外感應(yīng)技術(shù)，語音模塊技術(shù)，和一些電子元器件的使用，了人體紅外感應(yīng)技術(shù)，語音模塊技術(shù)，和一些電子元器件的使用，同時也提高了我們的動手能力和團隊協(xié)作意識，我們深刻體會到了同時也提高了我們的動手能力和團隊協(xié)作意識，我們深刻體會到了科學(xué)創(chuàng)新的難度與趣味，我們愿意這樣繼續(xù)走下去，創(chuàng)新更多便民科學(xué)創(chuàng)新的難度與趣味，我們愿意這樣繼續(xù)走下去，創(chuàng)新更多便民的作品。的作品。六、特別鳴謝六、特別鳴謝首先感謝主辦方，給予我們這個參賽的機會。首先感謝主辦方，給予我們這個參賽的機會。我們理論知識尚不完備，動手能力尚待加強，對一些硬件的使我們理論知識尚不完備，動手能力尚待加強，對一些硬件的使用尚缺乏知識，我們之所以能做出